#pragma once

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <semaphore.h>

// 环形队列默认大小
static const int default_capacity = 5;

template <class T>
class RingQueue
{
private:
    std::vector<T> _ringQueue; // 环形队列
    int _capacity;             // 最大容量
    int _p_step;               // 生产者放入任务的位置
    int _c_step;               // 消费者取出任务的位置
    sem_t _space_sem;          // 剩余空间信号量
    sem_t _data_sem;           // 剩余任务信号量
    pthread_mutex_t _p_mutex;  // 生产锁
    pthread_mutex_t _c_mutex;  // 消费锁

private:
    //申请信号量操作
    void P(sem_t &sem) { sem_wait(&sem); }
    //释放信号量操作
    void V(sem_t &sem) { sem_post(&sem); }

public:
    //构造函数
    RingQueue(int capacity = default_capacity)
        :_ringQueue(capacity), _capacity(capacity), _p_step(0), _c_step(0)
    {
        //初始化信号量，剩余空间为capacity，剩余任务数据为0
        sem_init(&_space_sem, 0, _capacity);
        sem_init(&_data_sem, 0, 0);
        //初始化锁
        pthread_mutex_init(&_p_mutex, nullptr);
        pthread_mutex_init(&_c_mutex, nullptr);
    }
    //生产者放入任务操作
    void Push(const T& task)
    {
        //申请信号量并加锁
        P(_space_sem);
        pthread_mutex_lock(&_p_mutex);

        //放入任务
        _ringQueue[_p_step] = task;
        //更新生产者指针位置
        _p_step++;
        _p_step %= _capacity;

        //解锁并释放信号量
        pthread_mutex_unlock(&_p_mutex);
        V(_space_sem);
    }
    //消费者取出任务操作
    void Pop(T* task)
    {
        //申请信号量并加锁
        P(_data_sem);
        pthread_mutex_lock(&_c_mutex);

        //取出任务
        *task = _ringQueue[_c_step];
        //更新消费者指针位置
        _c_step++;
        _c_step %= _capacity;

        //解锁并释放信号量
        pthread_mutex_unlock(&_c_mutex);
        V(_data_sem);
    }
    //析构函数
    ~RingQueue()
    {
        //销毁信号量和锁
        sem_destroy(&_space_sem);
        sem_destroy(&_data_sem);
        
        pthread_mutex_destroy(&_p_mutex);
        pthread_mutex_destroy(&_c_mutex);
    }
};